中无线收发模块Π和P87C591双向通信，P87C591和82C250驱动器双向通信;所述主控平台CCMU包括主机和USB转换器;所述无线收发模块I和无线收发模块Π无线双向通信;所述数据采集单元DCU通过CAN总线与主控平台CCMU双向通信。上述无线收发模块I和无线收发模块Π均采用CC1020无线收发芯片。
[0031]其中:门窗控制单元DWCU可以由动力电源供电，在布线困难的环境下可以通过光电池、光电充电电路和蓄电池共同构成的供电结构来提供电源。门窗控制单元DWCU采用MSP430F1232单片机为控制芯片，通过位置传感器和风、雨传感器采集门窗所处环境的信息，通过CC1020无线收发芯片传输到数据采集单元D⑶中的CC1020无线收发芯片，数据采集单元DCU通过CAN总线接收CCMU的指令，并根据指令的要求传输收集的节点信息。数据采集单元DCU同样也可根据需要将管理层命令发送给现场层节点DWCU，以执行控制门窗开关等操作。
[0032]本系统的门窗控制单元DWCU和数据采集单元DCU中，各使用一片CC1020无线收发芯片来实现进行两个系统层间的信息交换。
[0033]如图5所示:是MSP430F1232与CC1020无线收发芯片的接口电路。MSP430F1232使用I/o引脚与CC1020的结构配置SPI兼容接口(PDI，PD0，PCLK和PSEL)连接。PDO接MSP430F1232的输入，PD1、PCLK和PSEL接MSP430F1232的输出。MSP430F1232的一个双向引脚与CC1020的D1引脚连接，用于数据的发射和接收(输入与输出KDCLK提供数据时钟，必须连接到MSP430F1232的一个输入端。当工作在同步模式时，根据DCLK引脚端提供的同步时钟从D1引脚进行数据的收发。
[0034]控制器局域网CAN为串行通讯协议，能有效地支持具有很高安全等级的分布实时控制，CAN的应用范围很广，从高速的网络到低价位的多路接线都可以使用CAN，已形成为一种国际标准的现场总线。因此系统中选择使用具有片内CAN控制器的P87C591作为D⑶中的主控芯片。P87C591是一个单片8位高性能微处理器，它通过外置的CAN驱动器82C250和CAN物理总线相连。CAN控制器的发送缓冲区可保存一帧完整的CAN信息。只要通过CHJ启动发送，信息字节就从发送缓冲区传输到CAN内核模块。当接收一个信息时，CAN内核模块将串行位流转换成并行数据输入到验收滤波器，所有由验收滤波器验收的接收数据都保存在接收FIFO中，最多可保存21个CAN信息。这使用户在指定系统的中断服务和中断优先级时具有更多的灵活性，大大降低了数据溢出的可能性。
[0035]2.2系统软件构成
[0036]系统软件主要包括:DWCU中MSP430F1232单片机应用软件、DCU中P87C591单片机应用软件和CCMU中管理计算机的用户软件。
[0037]DW⑶中MSP430F1232单片机应用软件，主要由传感器扫描程序、电机驱动程序、电源管理程序和CC1020通信程序等部分组成。
[0038]D⑶中P87C591应用程序主要由节点循环扫描、CC1020通信程序和CAN总线通信程序部分组成。
[0039]CCMU中管理计算机的用户软件主要是由后台数据采集扫描线程程序、用户界面管理程序和数据库管理程序部分组成。
[0040]下面仅以MSP430F1232单片机应用软件为例介绍部分程序的流程。图5所示为主程序部分。部分中的主循环部分首先判断是否有手动命令，并进行相应的处理;然后调用传感器扫描程序，由此获知当前门窗状态，并将各种传感器的状态数据存入缓存区;根据状态数据判断是否有刮风、下雨或非法开启等异常现象发生，如有则进行相应的门窗开关或报警操作；在程序主循环中CC1020处于接收状态，通过SPI接口读取CC1020提供的RSSI(Received Signal Strength Indicator)数值，由此确定是否有接收信号，如有则开始数据接收;系统根据接收到的命令进行相应的操作。
【主权项】
1.一种大型公共建筑门窗自动监控系统，其特征在于:由门窗控制单元DWCU、数据采集单元DCU和主控平台CCMU三部分组成;所述门窗控制单元DWCU包括供电单元、单片机1、电机驱动电路、电动机和无线收发模块I，其中供电单元、单片机1、电机驱动电路和电动机依次连接，电动机与门窗连接;单片机I的输入端口接收门窗上各种传感器的信号，输出端口与无线收发模块I双向通信;所述数据采集单元DCU包括无线收发模块Π、单片机Π和驱动器，其中无线收发模块Π和单片机Π双向通信，单片机Π和驱动器双向通信；所述主控平台CCMU包括主机和USB转换器;所述无线收发模块I和无线收发模块Π无线双向通信;所述数据采集单元D⑶通过CAN总线与主控平台CCMU双向通信。2.根据权利要求1所述的大型公共建筑门窗自动监控系统，其特征在于:上述供电单元由光电池、光电充电电路和蓄电池共同构成。3.根据权利要求1所述的大型公共建筑门窗自动监控系统，其特征在于:上述单片机I采用MSP430F1232，无线收发模块I采用CC1020无线收发芯片。4.根据权利要求1所述的大型公共建筑门窗自动监控系统，其特征在于:上述单片机Π采用内置CAN模块的P87C591。5.根据权利要求1所述的大型公共建筑门窗自动监控系统，其特征在于:上述无线收发模块Π采用CC1020无线收发芯片。6.根据权利要求1或3所述的大型公共建筑门窗自动监控系统，其特征在于:上述单片机IMSP430F1232和无线收发模块ICC1020无线收发芯片采用接口电路连接;MSP430F1232使用I/O引脚与CC1020的结构配置SPI兼容接口 PD1、PDO、PCLK和PSEL连接，PDO接MSP430F1232的输入端，PD1、PCLK和PSEL接MSP430F1232的输出端；MSP430F1232的一个双向引脚与CC1020的D1引脚连接，用于数据的发射和接收，DCLK提供数据时钟连接到MSP430F1232的一个输入端。
【专利摘要】一种大型公共建筑门窗自动监控系统，由门窗控制单元DWCU、数据采集单元DCU和主控平台CCMU三部分组成；所述门窗控制单元DWCU包括供电单元、单片机Ⅰ、电机驱动电路、电动机和无线收发模块Ⅰ；所述数据采集单元DCU包括无线收发模块Ⅱ、单片机Ⅱ和驱动器；所述主控平台CCMU包括主机和USB转换器；所述无线收发模块Ⅰ和无线收发模块Ⅱ无线双向通信；所述数据采集单元DCU通过CAN总线与主控平台CCMU双向通信。本实用新型是一种基于无线加CAN总线双重网络结构，可实现门与窗的自动监控与管理，大大提高了智能建筑门窗智能化的程度及水平。
【IPC分类】G05B19/042
【公开号】CN205334157
【申请号】CN201620074881
【发明人】龚威, 张岩, 王慧慧, 李梅, 赵俊刚, 李夏萱
【申请人】天津城建大学
【公开日】2016年6月22日
【申请日】2016年1月26日